กระบวนการสร้างและสลาย หรือ กระบวนการสันดาปของร่างกาย หรือ เมแทบอลิซึม หรือ เมตาบอลิสม (metabolism) มาจากภาษากรีก μεταβολισμος ("metabolismos") มีความหมายว่า "เปลี่ยนแปลง" หรือ "โค่นล้ม" (Etymonline)) เป็นการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีของสารประกอบเคมีในสิ่งมีชีวิตในระดับเซลล์ ซึ่งประกอบด้วยกระบวนการชีวสังเคราะห์เพื่อการสร้างสารประกอบอินทรีย์ที่มีโมเลกุลใหญ่ขึ้น ซึงเรียกว่าแอแนบอลิซึม (anabolism) และในทางกลับกัน
กระบวนการย่อยสลาย ที่ทำให้โมเลกุลใหญ่เล็กลงเราเรียกว่าแคแทบอลิซึม (catabolism) กระบวนการสร้างและสลายตามปกติแล้วจะประกอบด้วยขั้นตอนการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่เรียกว่าเมแทบอลิก พาทเวย์ (metabolic pathway) ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้
เมแทบอลิก พาทเวย์
เมแทบอลิก พาทเวย์ที่สำคัญมีดังนี้:
เมแทบอลิก พาทเวย์ทั่วไป
- กระบวนการสร้างและสลายคาร์โบไฮเดรต (Carbohydrate metabolism)
- กระบวนการสร้างและสลายแฟตตี้แอซิด (Fatty acid metabolism)
- ซิตริก แอซิด ไซเคิล (Krebs cycle, tricarboxylic acid cycle)
- กระบวนการสร้างและสลายโปรตีน (Protein metabolism)
แคแทโบลิก พาทเวย์ คือกระบวนการย่อยสะลายโมเลกุลซับซ้อนไปสู่สารประกอบอย่างง่าย:
- การหายใจของเซลล์ (Cellular respiration) คือ แคแทโบลิกพาทเวย์ ที่สร้างพลังงาน(ATP และ NADPH) จาก โมเลกุล พลังงาน(fuel molecule) ซึ่งเป็นพาทเวย์ที่เกี่ยวข้องกับ การย่อย อาหารด้วย
- กระบวนการสร้างและสลายคาร์โบไฮเดรต
- ไกลโคเจโนไลสิส (Glycogenolysis) คือกระบวนการเปลี่ยนแป้ง ไกลโคเจน ไปเป็นน้ำตาล กลูโคส
- ไกลโคไลสิส (Glycolysis) คือกระบวนการเปลี่ยนกลูโคสไปเป็น ไพรูเวต (pyruvate) และ ATPซึ่งไม่ต้องการ ออกซิเจน
- เอมบ์เดน-ไทเยอร์ฮอฟ พาทเวย์ (Embden-Meyerhof pathway) เป็นไกลโคไลสิสพาทเวย์ธรรมดา
- เอ็นต์เนอร์-ดูโดรอฟฟ์ พาทเวย์ (Entner-Doudoroff Pathway) เป็นไกลโคไลสิสพาทเวย์ทางเลือกใน แบคทีเรีย
- เพนโตส ฟอสเฟต พาทเวย์ (hexose monophosphate shunt)สร้าง NADPH จากกลูโคส
- โปรตีน แคแทบอลิซึม (Protein catabolism) คือการ ไฮโดรไลสิส โปรตีน ไปเป็นกรดอะมิโน
- การหายใจที่ใช้อากาศ (Aerobic respiration)
- อิเล็กตรอน ทรานสเฟอร์ เชน (Electron transfer chain)
- ออกซิเดตีฟ ฟอสฟอริเรชั่น (Oxidative phosphorylation)
- การหายใจที่ไม่ใช้อากาศ (Anaerobic respiration)
- โคริ ไซเคิล (Cori cycle)
- การหมักกรดแลคติก (Lactic acid fermentation)
- การหมัก (Fermentation)
- การหมักเอทานอล (Ethanol fermentation)
แอแนบอลิก พาทเวย์ เป็นกระบวนการสร้างโมเลกุลของสารที่ซับซ้อน จากสารประกอบตั้งต้นที่เรียบง่าย:
- ไกลโคเจนิสิส (Glycogenesis)
- กลูโคนีโอเจนิสิส (Gluconeogenesis)
- พอร์ไฟริน ซินทีสิส พาทเวย์
- เอชเอ็มจี-โคเอ รีดักเทส พาทเวย์ (HMG-CoA reductase pathway) ได้เป็น คอเลสเตอรอล และ ไอโซพรีนอยด์ (isoprenoid)
- เซคอนดารี่ เมแทบอลิซึม (secondary metabolism) เป็นเมตาโบลิก พาทเวย์ ที่ไม่สำคัญต่อการเจริญเติบโต พัฒนาการ หรือการสืบพันธ์ แต่มันมีความสำคัญต่อสิ่งแวดล้อม
- การสังเคราะห์ด้วยแสง (Photosynthesis)
- ปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสง (light reaction)
- ปฏิกิริยาที่ไม่ขึ้นกับแสง (dark reaction)
- เคลวิน ไซเคิล (Calvin cycle)
- คาร์บอน ฟิกเซชั่น (Carbon fixation)
- การสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์ (Nucleotide)
เมแทบอลิก พาทเวย์ เป็นการเปลี่ยนแปลงหรือทำลาย ยา และสารประกอบ ซีโนไบโอติก (xenobiotic) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบเอ็นไซม์ ดังต่อไปนี้:
- ระบบ ไซโตโครม พี450 ออกซิเดส (Cytochrome P450 oxidase)
- ระบบ ฟลาวิน-คอนเทนนิ่ง โมโนออกซิเจเนส (Flavin-containing monooxygenase system)
- ระบบ แอลกอฮอล์ เมแทบอลิซึม (Alcohol metabolism)
ไนโตรเจน เมตาโบลิซึม ประกอบด้วยพาทเวย์ สำหรับหมุนเวียนและกำจัด ไนโตรเจน ในสิ่งมีชีวิต และกระบวนการทางชีววิทยาของ วงจรชีวธรณีเคมี (biogeochemical cycle) วงจรไนโตรเจน มีดังนี้:
- วงจรยูเรีย (Urea cycle) มีความสำคัญต่อการกำจัดไนโตรเจน เป็นยูเรีย
- ชีววิทยาของ ไนโตรเจน ฟิกเซชัน (nitrogen fixation)
- ไนโตรเจน แอสซิมิเลชัน (Nitrogen assimilation)
- ไนตริฟิเคชัน (Nitrification)
- เดนิตริฟิเคชัน (Denitrification)